[实用新型]模块化组件和部件单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及强电技术，尤其涉及一种具有至少一个功率半导体元件和一个逻辑元件的模块化组件，本实用新型还涉及一种具有至少一个所述模块化组件的部件单元。

背景技术

部件单元(例如变换器柜或者变流器柜)具有例如若干功率半导体元件、一个用来控制功率半导体元件的逻辑电路以及一个栅极驱动电路元件，它们分别包括相应的冷却体。可将这种变换器柜或变流器柜理解成例如用来相互转换各种频率的交流电压的一种变流器。

例如可以使用一种部件单元将公用电网频率为50Hz的交流电流转变为频率为16.7Hz的轨道电流。

传统型部件单元可以具有直接安装在主框架上的功率半导体。可以对控制半导体的逻辑电路进行物理隔离，从而可以将其安装在部件单元内的其它位置上。采用直接安装在这种部件单元之上或之内的方式，将在装配、维护或者故障情况下难以够着各个部件。除此之外，由于采用物理隔离方式安装相互间可能存在逻辑关系的各个元件，因此在出现故障的情况下，需要完全关闭部件单元才能进行诊断和/或者维修工作。

实用新型内容

因此有必要拥有这样一种部件单元，能够在故障或者维护情况下易于接触那些相互间可能存在逻辑关系的各个元件或者元件子集。

本实用新型提供了这样一种模块化组件以及一种部件单元。

按照本实用新型的第一种实施形式，提供一种具有至少一个功率半导体元件、至少一个栅极驱动元件、至少一个相电容元件、至少一个逻辑元件以及一个支架元件的模块化组件。在支架元件上安装有至少一个功率半导体元件、至少一个栅极驱动元件、至少一个相电容元件以及至少一个逻辑元件。所述逻辑元件可对功率半导体元件和栅极驱动元件中的至少一个元件进行控制。

按照本实用新型的另一种实施形式，提供一种具有至少一个本实用新型所述模块化组件的部件单元。

可以将一个模块化组件(例如用于变换器单元和/或者逆变器单元的相模块)看成是一个封闭的独立单元，包括安装于支架元件上的功率半导体元件、必要时具有相应冷却体的栅极驱动元件、以及用来控制功率半导体和/或者栅极驱动元件的相应逻辑元件。

这种模块化组件还可以具有用来检测电流或电压值的传感器，例如逻辑元件可以使用这些值来控制半导体元件。

也可以配置至少一个电容元件，例如一个相电容。模块化组件还可以具有一些经过适当设置的连接元件，这些连接元件可以给工作状态下的模块化组件提供高压或者强电流。

模块化组件可以具有一个空气入口以及一个空气出口，使得空气流(例如冷却空气流)能够流入、流出、流过模块化组件。冷却体可以安装在模块化组件之中，例如至少部分安装在空气入口与空气出口之间的气流通道之中，使得冷却空气能够流过或扫过冷却体。

采用自动接通连接元件的方式，使得足以使进一步的布线工作仅限于例如传感器和/或者控制逻辑电路的低压电源、以及一对用来电隔离地传输模块化组件的测量数据与状态数据的光波导。

通过适当布置冷却体、半导体元件和驱动元件，并让足够的空气流过功率半导体元件以及栅极驱动电路的冷却体，就能保证充分冷却。

由于模块化组件为封闭构造，因此基本上可以快速更换损坏的模块化组件，例如用库存的备用组件进行更换，以便在出现故障的情况下，可保证或者迅速恢复部件单元的可用性。

例如在使用逻辑元件的情况下，模块化组件还可以检测工作状况或者所需的工作模式。因此可将模块化组件灵活应用于整流器或者逆变器之中，并且可将其设置到相应的整流器或者逆变器模式下。因此集成逻辑电路可以检测位置或者使用地点。

支架元件经过特殊设计，可以从上方或者从某一侧够着模块化组件中的所有部件或者一部分部件。这样就可以在装配或者拆卸过程中避免翻倒模块化组件。在模块化组件中仅使用一种类型的螺丝，因此便于进行安装。

可通过连接元件(例如插接接触或者滑接触)实现电气连接。因此在拆卸或安装时，只要用手连接或者断开低压电源的电缆以及光波导对即可。因此不需要分断电源电路。

以下将分别参照模块化组件以及部件单元来阐述本实用新型的首选实施形式。但相关实施形式同样也涉及该部件单元以及模块化组件。

按照本实用新型的另一种实施形式，模块化组件还可以具有至少一个接触元件，所述接触元件可使得外部电源与至少一个功率半导体元件相互耦合。

所述接触元件可以是例如插塞连接、滑移或滑动接触，这样就能以简单方式在电源和功率半导体元件之间建立连接。